(57)【要約】【課題】メンテナンス作業の頻度を低減し作業者の負担を軽減することが可能であり、また、フェール時にパンタグラフが意図しない方向に傾斜するのを防止しつつ、パンタグラフを中立位置に保持することができるパンタグラフ支持装置を提供する。【解決手段】台車に対して振り子中心ｃを中心に傾動可能に支持された車体２２の上部に、振り子中心ｃを中心とする所定半径の円弧に沿って傾動可能に支持されたパンタグラフ４２と、台車に対する車体２２の相対的な傾動角に応じた回転量で回転するカサ歯車４７と、該カサ歯車４７の回転を車体２２の上部に設けられたカサ歯車６１へ伝達する上下シャフト５５と、カサ歯車６１の回転量に応じた傾動角でパンタグラフ４２を傾動させる変速機構６６とを備える。【選択図】図２
2013183530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車に対して車体長さ方向に延びる軸線を中心に傾動可能に支持された車体の上部に、前記軸線を中心とする所定半径の円弧に沿って傾動可能に支持されたパンタグラフと、
前記台車に対する前記車体の相対的な傾動角に応じた回転量で回転する第一の歯車と、
該第一の歯車の回転を前記車体の上部に設けられた第二の歯車へ伝達する第一の伝達機構と、
前記第二の歯車の回転量に応じた傾動角で前記パンタグラフを傾動させる変速機構とを備えることを特徴とする鉄道車両のパンタグラフ支持装置。
【請求項２】
前記第一の歯車と前記台車とは、第二の伝達機構によって接続され、
前記第二の伝達機構は、ユニバーサルジョイントおよびスプラインジョイントを備え、
前記第一の伝達機構は、前記車体の妻部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両のパンタグラフ支持装置。
【請求項３】
前記変速機構は、第二の歯車の回転をパンタグラフの傾動に変換するラックギヤとピニオンギヤとを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両のパンタグラフ支持装置。
【請求項４】
前記第二の伝達機構は、予め設定されたトルク上限値を超える回転トルクが付与された場合に当該回転トルクの伝達を遮断するトルクリミッタを備えていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の鉄道車両のパンタグラフ支持装置。
【請求項５】
前記第二の伝達機構と第一の伝達機構とは、第一のカサ歯車機構により接続され、
前記第一の伝達機構と前記変速機構とは、第二のカサ歯車機構により接続され、
前記第一のカサ歯車機構および前記第二のカサ歯車機構によって、前記第一の歯車の回転がそれぞれ増速されることを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載の鉄道車両のパンタグラフ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両のパンタグラフ支持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両にあっては、カーブ区間における走行速度を向上させたり、乗り心地を向上させるために、遠心方向と逆側に車体を傾斜させる振り子はり式の台車を備えた振り子車両がある。
振り子車両の場合、パンタグラフが車体上部に固定されていると、車体の傾斜時に、トロリー線に対してパンタグラフが左右に変位してトロリー線から外れるいわゆる離線が生じる虞がある。
この離線を防止するためには、車体の傾斜角度に関わらず、パンタグラフを中立位置に保持する必要があり、例えば、傾動しない台車枠から門型の支柱を延ばして、当該支柱の上部にパンタグラフを直接支持させるパンタグラフ支持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、上記パンタグラフの中立位置とは、レール間の中心を通り車軸に対して垂直な垂直線がパンタグラフの幅方向の略中心を通る位置である。
しかし、上記パンタグラフ支持装置の場合、門型の支柱が車体を貫通して配置されるため、この門型の支柱が客室内側に張り出して客室空間が犠牲になってしまうとともに、門型の支柱を避けて座席を配置する必要が生じるため座席配置の自由度も制限されてしまう。
そこで、車体上部に、車体の長手方向の軸線を中心とする略円弧状のガイド部にパンタグラフを摺動可能に支持する支持構造を設け、パンタグラフから車体の左右側面に沿ってワイヤーロープを配索して傾動しない台車枠の左右側梁にそれぞれ接続するパンタグラフ支持装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この構成によれば、車体の傾斜時に、車体の傾斜角度に関わらず台車枠に対するパンタグラフの相対位置の変化を防止し、中立位置にパンタグラフを保持することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３３４０６号公報
【特許文献２】特開平５−１１５１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のパンタグラフ支持装置の場合、ワイヤーロープの張力によりパンタグラフを摺動させて中立位置に保持するため、ワイヤーロープに掛かる荷重が非常に大きくなり、例えば、ワイヤーロープの交換作業などのメンテナンス作業を頻繁に行う必要が生じて作業者の負担が大きくなるという課題がある。
ワイヤーロープを用いずに、アクチュエータなどにより直接的にパンタグラフを変位させる電気的な制御方法も考えられるが、このような電気的制御方法の場合、フェール時にパンタグラフが意図しない方向に傾斜してしまう虞がある。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、メンテナンス作業の頻度を低減し作業者の負担を軽減することが可能であり、また、フェール時にパンタグラフが意図しない方向に傾斜するのを防止しつつ、パンタグラフを中立位置に保持することができるパンタグラフ支持装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、以下の構成を採用する。
本発明に係る鉄道車両のパンタグラフ支持装置は、台車に対して車体長さ方向に延びる軸線を中心に傾動可能に支持された車体の上部に、前記軸線を中心とする所定半径の円弧に沿って傾動可能に支持されたパンタグラフと、前記台車に対する前記車体の相対的な傾動角に応じた回転量で回転する第一の歯車と、該第一の歯車の回転を前記車体の上部に設けられた第二の歯車へ伝達する第一の伝達機構と、前記第二の歯車の回転量に応じた傾動角で前記パンタグラフを傾動させる変速機構とを備えることを特徴としている。
このようにすることで、第一の歯車の回転が第一の伝達機構を介して第二の歯車に伝達され、この第二の歯車の回転により、変速機構を介してパンタグラフが傾動されるので、台車に対する車体の相対的な傾動角に応じた傾動角でパンタグラフを傾動させて、パンタグラフを中立位置に保持することができる。
【０００７】
さらに、本発明に係る鉄道車両のパンタグラフ支持装置は、上記パンタグラフ支持装置において、前記第一の歯車と前記台車とは、第二の伝達機構によって接続され、前記第二の伝達機構は、ユニバーサルジョイントおよびスプラインジョイントを備え、前記第一の伝達機構は、前記車体の妻部に設けられるようにしても良い。
このようにすることで、車体に対する台車の垂直軸回りの回転や、台車に対する車体の振り子動作による傾動に対して、第二伝達機構のユニバーサルジョイントおよびスプラインジョイントにより追従することができるとともに、車体の妻部を介して第一の歯車と第二の歯車とを連動させることができる。したがって、従来の支柱を設ける場合のように客室スペースを犠牲にすることがなく、また、電気的な制御を行うことがなく機械的に構成することができる。
【０００８】
さらに、本発明に係る鉄道車両のパンタグラフ支持装置は、上記パンタグラフ支持装置において、前記変速機構は、第二の歯車の回転をパンタグラフの傾動に変換するラックギヤとピニオンギヤとを備えていてもよい。
このようにすることで、第二の歯車の回転をピニオンギヤに伝達することで、当該ピニオンギヤに噛合されるラックギヤにより、パンタグラフを第二の歯車の回転量に応じた傾動角で傾動させることができる。したがって、変速機構を簡単な構成にすることができるため、信頼性の向上を図ることができるとともに、メンテナンスに係る負担の増加を防止できる。
【０００９】
さらに、本発明に係る鉄道車両のパンタグラフ支持装置は、上記パンタグラフ支持装置において、前記第二の伝達機構は、予め設定されたトルク上限値を超える回転トルクが付与された場合に当該回転トルクの伝達を遮断するトルクリミッタを備えるようにしてもよい。
このようにすることで、パンタグラフが固着するなどのフェール時に、過度のトルクが第一の歯車に作用するのを防止することができるため、過度のトルクが作用することによる第一の歯車、第一の伝達機構、第二の歯車、および、変速機構の破損を防止することができる。
【００１０】
さらに、本発明に係る鉄道車両のパンタグラフ支持装置は、上記パンタグラフ支持装置において、前記第二の伝達機構と第一の伝達機構とは、第一のカサ歯車機構により接続され、前記第一の伝達機構と前記変速機構とは、第二のカサ歯車機構により接続され、前記第一のカサ歯車機構および前記第二のカサ歯車機構によって、前記第一の歯車の回転がそれぞれ増速されるようにしてもよい。
このようにすることで、第一のカサ歯車機構と第二のカサ歯車機構とにより、第一の歯車の回転を増速してパンタグラフを傾動させることができるため、最小の歯車構成で増速することができる。また、専用の増速機構を設ける場合、スペースの都合上、パンタグラフ近傍に配置することとなるが、第一のカサ歯車機構と第二のカサ歯車機構とにより増速することで、車体の妻部で増速機構のメンテナンスを行うことができる。したがって、メンテナンス時にパンタグラフを撤去するなどの作業が必要なくなり、メンテナンス作業の負担軽減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るパンタグラフ支持装置によれば、ワイヤーロープを用いる場合と比較してメンテナンス作業の頻度を低減し作業者の負担を軽減することが可能であり、また、フェール時にパンタグラフが意図しない方向に傾斜するのを防止しつつ、パンタグラフを中立位置に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における鉄道車両の概略構成図である。
【図２】上記鉄道車両におけるパンタグラフ支持装置を車両正面から見た構成図である。
【図３】上記パンタグラフ支持装置を車両側面から見た構成図である。
【図４】車体傾斜時における図２に相当する図である。
【図５】第一カサ歯車機構及び第二カサ歯車機構の増速比を説明する図である。
【図６】車体傾斜時における図５に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の第一実施形態における鉄道車両のパンタグラフ支持装置について図面を参照して説明する。
図１は、この第一実施形態のパンタグラフ支持装置が搭載される鉄道車両１０（以下単に車両１０と称す）を示している。
車両１０は、いわゆる制御付き振り子車両であり、この車両１０の台車１１は、レールＲの幅方向に延びる車軸１２に略円盤状の２枚の車輪１３が圧入された一対の輪軸１４（図１中、一方のみを示す）を、互いの車軸１２が前後平行となるように備えている。
【００１４】
車軸１２の左右端部は、図示しない軸受けにより回転自在に支持され、これら軸受けを備える支持部（図示せず）に、軸バネ１５を介して台車枠１６が支持されている。台車枠１６の上面の左右縁部近傍には、レールＲの長手方向に回転軸が向く一対のころ装置１７が取り付けられている。
【００１５】
ころ装置１７上には、正面からみて略弧状の下面１８を有した振り子はり１９が載置されており、この振り子はり１９は、その下面１８が一対のころ装置１７の各ころ部材１７ａにそれぞれ当接するように載置されている。また、振り子はり１９は、略平滑な上面２０を備えており、この上面２０には、左右一対の空気ばね２１を介して車体２２が支持されている。なお、車体２２は、その進行方向前部および後部にて上述した構成の台車１１により支持されている。
【００１６】
上記台車１１によれば、ころ部材１７ａが回転することで、振り子はり１９がころ装置１７上で車幅方向に揺動可能とされ、振り子はり１９が揺動することで、車体２２の長さ方向に延びる軸線である振り子中心ｃを中心にして、振り子はり１９に支持される車体２２が車体２２の幅方向である左右方向に傾動可能とされている。なお、図１においては、カーブ路の遠心方向を白抜き矢印で示しており、カーブ内側すなわちカント角がつけられたカーブ路の内側に車体２２が傾斜された一例を示している。
【００１７】
振り子はり１９には、車体２２の傾動を制御する車体傾斜制御用アクチュエータ３０が取り付けられている。この車体傾斜制御用アクチュエータ３０は、車載されたコンプレッサ等から圧送される空気圧により作動するシリンダ３１を有している。車体傾斜制御用アクチュエータ３０は、作動流体である空気の流量を制御するサーボ弁（図示せず）を有しており、このサーボ弁による空気量（空気圧）の制御によりシリンダ３１によるロッド３２の突き出し量が変化される。シリンダ３１の本体部３１ａは、台車枠１６に取り付けられる、一方、ロッド３２の端部は、振り子はり１９に取り付けられている。これにより、ロッド３２の突き出し量の変化に応じて、振り子はり１９の揺動角度が変化するとともに車体２２の傾斜方向、ならびに車体２２の傾斜角度が変化するようになっている。
【００１８】
ここで、ロッド３２の変位量目標値は、例えば、予め記憶された走行区間の曲線データおよび車両１０が受信したＡＴＳ信号の情報に基づく自車位置情報の検知結果などを用いて最適な車体傾斜角度に対応したシリンダ３１のロッド変位量をテーブル検索又はマップ検索することで求められる。
【００１９】
図２に示すように、車体２２の上壁２３の上面２３ａには、上記振り子中心ｃを中心とした所定半径の円弧状に形成されたガイド部材４０が取り付けられている。このガイド部材４０には、パンタグラフ支持架台４１がスライド可能に支持され、このパンタグラフ支持架台４１に、複数の絶縁用の碍子（図示せず）を介して集電装置であるパンタグラフ４２が支持されている。このように、パンタグラフ支持架台４１がガイド部材４０の延在方向にスライド可能に支持されていることで、パンタグラフ４２が、振り子中心ｃを中心とする所定半径の円弧に沿って傾動可能とされている。なお、パンタグラフ４２は、架設されたトロリー線（図示せず）を集電舟４３により下方から押圧する上昇状態において、トロリー線と電気的に接続される。
【００２０】
図２、図３に示すように、車体２２の下側には、台車枠１６に対する車体２２の相対的な傾動を、回転量として伝達する第二の伝達機構である下側シャフト４５が取り付けられている。この下側シャフト４５は、車体２２の長手方向における端面側の妻部２４と台車枠１６との間に延在される。この下側シャフト４５は、その一端に、台車枠１６に対して相対回転不能に固定される固定部４６が形成される一方、他端には、第一の歯車を構成するカサ歯車４７が形成されている。
【００２１】
下側シャフト４５は、例えば、車体２２の下面から下方に向かって突出する、軸受機構４８により支持されている。カサ歯車４７は、その軸線が車体２２の長手方向を向いて支持されており、車体２２の幅方向中心よりも左右にずれた位置（図２中、右側）に配置されている。なお、図２、図３においては、図示都合上、振り子はり１９などの、振り子動作に係る機構を省略している。
【００２２】
下側シャフト４５には、その両端部に、角度を変化可能なユニバーサルジョイント４９が設けられている。さらに、下側シャフト４５のシャフト本体５０には、長手方向に伸縮可能なスプラインジョイント５１が設けられている。これら、ユニバーサルジョイント４９およびスプラインジョイント５１が設けられていることで、台車枠１６に対する車体２２の傾動以外の変位、より具体的には、上下、左右、前後、ピッチ、及び、ヨー方向の変位が吸収されて、台車枠１６に対する車体２２の傾動であるロール変位成分のみが、カサ歯車４７の回転として出力されるようになっている。
【００２３】
下側シャフト４５には、さらにカサ歯車４７と軸受機構４８との間に、トルクリミッタ５２が設けられている。このトルクリミッタ５２は、予め設定された回転トルクの上限値を超えると、下側シャフト４５による回転トルクの伝達を遮断する。
【００２４】
車体２２の妻部２４には、上下方向に延在する上下シャフト５５が配設される一方、上下二箇所に軸受機構５６が突出形成されている。上下シャフト５５は、軸受機構５６を介して車体２２の妻部２４に回転自在に支持されており、上下シャフト５５の両端には、それぞれ上カサ歯車５７および下カサ歯車５８が形成されている。下カサ歯車５８は、上述した下側シャフト４５のカサ歯車４７と噛合されており、下側シャフト４５の車体２２に対する相対回転がカサ歯車４７、下カサ歯車５８を介して上下シャフト５５に伝達される。なお、カサ歯車４７および下カサ歯車５８により第一のカサ歯車機構６０が構成されている。
【００２５】
一方、車体２２の上側には、第二の歯車であるカサ歯車６１が上記上カサ歯車５７と噛合するように配置されている。このカサ歯車６１は、車体２２の上側に配索される上側シャフト６２の一端に形成され、その軸線が車体２２の長手方向を向いて配置されている。カサ歯車６１と上カサ歯車５７により第二のカサ歯車機構６３が構成されている。
【００２６】
上側シャフト６２の一端側は、妻部２４近傍の車体２２の上壁から上方に向かって突出して形成され、軸受機構６４により支持される一方、上側シャフト６２の他端は、パンタグラフ支持架台４１の下方の屋根上に設置された変速機構６６に連係されている。変速機構６６は、車体２２の幅方向の略中央に配置されており、上側シャフト６２に連係される入力軸（図示せず）が車体２２の長手方向を向いて配置されている。
【００２７】
上側シャフト６２は、カサ歯車６１が形成される一端が車体２２の幅方向の側部に配置される。つまり、変速機構６６に連係される他端が車体２２の幅方向の略中央部に配置されるため、上側シャフト６２は、車体２２の長手方向に対して斜めに延在されている。そして、上記上側シャフト６２の両端には、ユニバーサルジョイント６７がそれぞれ設けられており、これらユニバーサルジョイント６７によって、車体２２の長手方向を向くカサ歯車６１の回転を、同じく車体２２の長手方向を向き車体２２の幅方向で異なる位置に配置された変速機構６６の入力軸に伝達することが可能になっている。
【００２８】
変速機構６６は、ラックアンドピニオン機構によりパンタグラフ４２を変位させる装置であって、上記入力軸に接続され上側シャフト６２とともに回転する平歯車等の歯車７０と、この歯車７０の軸線と平行な軸線回りに回転可能とされ、歯車７０に噛合するピニオンギヤ７１とを備えている。このピニオンギヤ７１は、歯車７０よりも小径に形成され、歯車７０の上方に配置されている。
【００２９】
変速機構６６は、上記歯車７０が、上側シャフト６２のカサ歯車６１よりも、十分に大径に形成されており、カサ歯車６１の回転を増速する増速機構を構成している。
【００３０】
一方、パンタグラフ支持架台４１の下面には、ガイド部材４０に沿ってラックギヤ７２が形成されており、このラックギヤ７２に、変速機構６６の上部に配置されたピニオンギヤ７１が噛合されている。これらラックギヤ７２とピニオンギヤ７１とによってラックアンドピニオン機構が構成されている。
【００３１】
次に、上述したパンタグラフ支持装置を備える車体２２が、紙面左側に傾動する一例を、図４を参照して説明する。なお、車体２２が紙面右側に傾動する場合については、各シャフトの回転方向や歯車の回転方向などが反対になるだけであるため、詳細説明を省略する。
【００３２】
図４に示すように、台車枠１６に対して紙面左側に車体２２が傾動すると、この車体２２とともに上下シャフト５５も台車枠１６に対して傾動して、車体２２に対してカサ歯車４７が相対的に回転されることとなる。これにより、車体２２の傾動方向に応じた向きに車体２２の傾動角に応じた回転量だけ上下シャフト５５が回転し、この上下シャフト５５の回転が、カサ歯車６１に伝達される。つまり、上下シャフト５５の回転量に応じた回転量だけ上側シャフト６２が回転することとなる。
【００３３】
この上側シャフト６２の回転が、変速機構６６の歯車７０に伝達されると、歯車７０の回転量に応じた回転量だけピニオンギヤ７１が回転する。すると、このピニオンギヤ７１の回転量に応じてラックギヤ７２がガイド部材４０に沿ってスライドされて、パンタグラフ支持架台４１が車体２２の傾動方向と逆側に変位する。そして、パンタグラフ４２が中立位置となる位置でパンタグラフ支持架台４１が停止して保持される。
【００３４】
したがって、上述した第一実施形態のパンタグラフ支持装置１によれば、カサ歯車４７の回転が上下シャフト５５を介してカサ歯車６１に伝達され、このカサ歯車６１の回転により、変速機構６６を介してパンタグラフ４２が傾動されるので、台車１１に対する車体２２の相対的な傾動角に応じた傾動角でパンタグラフ４２を傾動させて、パンタグラフ４２を中立位置に保持することができる。その結果、ワイヤーロープを用いてパンタグラフ４２を傾動させる場合と比較してメンテナンス作業の頻度を低減し、作業者の負担を軽減することが可能である。また、機械的な機構のみで構成できるので、電気的制御を行う機構のようにフェール時にパンタグラフ４２が意図しない方向に傾斜するのを防止し、パンタグラフ４２を中立位置に保持することができる。
【００３５】
さらに、下側シャフト４５が、ユニバーサルジョイント４９およびスプラインジョイント５１を備えることで、車体２２に対する台車１１の回転や、台車１１に対する車体２２の傾動に対して、ユニバーサルジョイント４９およびスプラインジョイント５１により追従することができる。また、上下シャフト５５が、車体２２の妻部２４に設けられることで、車体２２の妻部２４を介してカサ歯車４７とカサ歯車６１とを連動させることができる。その結果、従来の支柱を設ける場合のように客室スペースを犠牲にすることがなく、また、電気的な制御を行わず機械的に構成することができるため、フェール時に意図しない方向にパンタグラフ４２が傾動するのを防止することができる。
【００３６】
さらに、変速機構６６がカサ歯車６１の回転をパンタグラフ４２の傾動に変換するラックギヤ７２とピニオンギヤ７１とを備えているので、カサ歯車６１の回転をピニオンギヤ７１に伝達することで、当該ピニオンギヤ７１に噛合されるラックギヤ７２により、パンタグラフ４２をカサ歯車６１の回転量に応じた傾動角で傾動させることができる。その結果、変速機構６６を簡単な構成にすることができるため、信頼性の向上を図ることができるとともに、メンテナンスに係る負担の増加を防止できる。
【００３７】
さらに、下側シャフト４５がトルクリミッタ５２を備えることで、パンタグラフ４２が固着するなどのフェール時に、過度のトルクがカサ歯車４７に作用するのを防止することができるため、過度のトルクがカサ歯車４７、上下シャフト５５、カサ歯車６１、および、変速機構６６に作用して破損するのを防止することができる。
【００３８】
さらに、変速機構６６でカサ歯車４７の回転を増速させることで、増速機構を一箇所に集約することができるので、増速機構が分散されている場合と比較して、メンテナンス箇所を低減することができる。
【００３９】
次に、この発明の第二実施形態における鉄道車両のパンタグラフ支持装置について、図面を参照して説明する。なお、この第二実施形態におけるパンタグラフ支持装置は、上述した第一実施形態のパンタグラフ支持装置１と、増速機構の構成が異なるだけであるので、同一部分に同一符号を付して説明する。
【００４０】
この第二実施形態のパンタグラフ支持装置は、上述した第一のカサ歯車機構６０と第二のカサ歯車機構６３とにより、それぞれカサ歯車４７の回転が増速されるようになっている。以下、第一のカサ歯車機構６０、および、第二のカサ歯車機構６３による増速比について図５、図６を参照しながら説明する。
【００４１】
図５、図６に示すように、振り子中心ｃからガイド部材４０までの半径（以下、単に振子半径と称す）を「Ｒｐａｎ」、振子動作時の振子角（以下、単に振子角と称す）を「θ」とすると、パンタグラフ支持架台４１が動かなければならない距離（以下、単に架台移動量と称す）は、「Ｒｐａｎ×θ」（図６中、Ｒｐａｎθ）となる。
そして、架台移動量を満足するピニオンギヤ７１の基準円半径を「ｒｐ」、必要な回転角を「θｐ」とすると、ガイド部材４０の下方のピニオンギヤ７１で増速しようとした場合、下記（１）式が成り立つ。
【００４２】
【数１】
2013183530.tif 000003
【００４３】
そして、増速比ｇｒは、下記（２）式となる。
【００４４】
【数２】
2013183530.tif 000004
【００４５】
仮に条件を、半径Ｒｐａｎ＝１０００ｍｍ、振子角θ＝５ｄｅｇ（０．０８７２ｒａｄ）とし、ピニオンギヤ７１の基準円半径ｒｐ＝１００ｍｍとすると、（２）式より、増速比ｇｒ＝１０となる。
つまり、上記条件の場合、ピニオンギヤ７１の回転角θｐは、振子角θの１０倍となり、直径２０００ｍｍ（半径１０００ｍｍ）の歯車７０をピニオンギヤ７１の前段に設ける必要があり、設置は極めて困難である。
【００４６】
そこで、この第二実施形態のパンタグラフ支持装置においては、第一のカサ歯車機構６０、および、第二のカサ歯車機構６３により増速機構を構成している。
【００４７】
ここで、下側シャフト４５に設けられたカサ歯車４７の基準円半径を「ｒｇｌ」とすると、このカサ歯車の回転量は、「ｒｇｌ×θ」（図６中、ｒｇｌθ）となる。一方、架台移動量は、「Ｒｐａｎ×θ」なので、第一のカサ歯車機構６０および第二のカサ歯車機構６３における全体の増速比ｇｒは、下記（３）式のように示すことができる。
【００４８】
【数３】
2013183530.tif 000005
【００４９】
つまり、第一のカサ歯車機構６０および第二のカサ歯車機構６３においてそれぞれ増速する場合、１つの歯車機構における増速比は、
【００５０】
【数４】
2013183530.tif 000006
【００５１】
とすることができる。
そして、上記条件（ｇｒ＝１０）とした場合、第一のカサ歯車機構６０における増速比「ｇｒｕ」と、第二のカサ歯車機構６３における増速比「ｇｒｄ」とは、以下の（５）式のように示すことができる。
【００５２】
【数５】
2013183530.tif 000007
【００５３】
つまり、第一のカサ歯車機構６０および第二のカサ歯車機構６３の増速比ｇｒｕ，ｇｒｄをそれぞれ３倍程度とすることができるので、車体２２の屋根上に大型の歯車７０を有する増速機構を配置する必要がなくなりスペース的に有利になる。
【００５４】
したがって、上述した第二実施形態のパンタグラフ支持装置によれば、とりわけ第一のカサ歯車機構６０と第二のカサ歯車機構６３とにより、カサ歯車４７の回転を増速することができるため、歯車７０により増速する場合と比較して、歯車７０を小型化することができる。
【００５５】
さらに、車体２２の妻部２４で増速機構のカサ歯車４７やカサ歯車６１の交換等のメンテナンスを行うことができるため、増速機構のメンテナンス時にパンタグラフ４２を撤去するなどの作業が必要なくなり、その結果、メンテナンス作業の負担軽減を図ることができる。
【００５６】
なお、この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した実施形態においては、制御付き振子方式の台車１１を一例にして説明したが、自然振子方式の台車であっても良い。
また、上述した実施形態においては、車体傾斜制御用アクチュエータ３０として、空気圧式アクチュエータを一例にして説明したが、油圧などの液圧式や、ボールネジなどを用いた電動式のアクチュエータであっても良い。
【００５７】
さらに、上述した実施形態においては、カサ歯車５８がカサ歯車４７の上半分に噛合すると共に、カサ歯車５７がカサ歯車６１の下半分に噛合する場合について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、カサ歯車５８を上下反転させてカサ歯車４７の下半分に噛合させると共に、カサ歯車５７を上下反転させてカサ歯車６１の上半分に噛合させるようにしても良い。
【００５８】
また、車体２２の傾斜方向に対する上側シャフト６２の回転方向を、上述した実施形態の回転方向とは反対向きにするべく、カサ歯車５８をカサ歯車４７の上半分に噛合させると共に、カサ歯車５７をカサ歯車６１の上半分に噛合させるようにしても良い。同様にカサ歯車５８をカサ歯車４７の下半分に噛合させると共に、カサ歯車５７をカサ歯車６１の下半分に噛合させるようにしても良い。これらの場合、歯車７０を省略して、上側シャフト６２により直接的にピニオンギヤ７１を回動させることができるため、部品点数を低減して、組立て工数の低減やコスト低減を図ることができる。
【００５９】
さらに、上述した実施形態においては、図２において紙面右側に上下シャフト５５が延在するように、各歯車や各機構を配置する場合について説明したが、紙面左側に上下シャフト５５が延在するような配置にしても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１１  台車
１６  台車枠
２２  車体
２４  妻部
４２  パンタグラフ
４５  下側シャフト（第二の伝達機構）
４７  カサ歯車（第一の歯車）
４９  ユニバーサルジョイント
５１  スプラインジョイント
５２  トルクリミッタ
５５  上下シャフト（第一の伝達機構）
５７  上カサ歯車
５８  下カサ歯車
６０  第一のカサ歯車機構
６１  カサ歯車（第二の歯車）
６３  第二のカサ歯車機構
６６  変速機構
７１  ピニオンギヤ
７２  ラックギヤ
ｃ  振り子中心（軸線）
Ｒｐａｎ  半径
【図１】
2013183530.tif 000008
【図２】
2013183530.tif 000009
【図３】
2013183530.tif 000010
【図４】
2013183530.tif 000011
【図５】
2013183530.tif 000012
【図６】
2013183530.tif 000013